磁芯及用於磁芯的粘合用樹脂組合物的製作方法

2023-09-11 07:13:25 2

專利名稱：磁芯及用於磁芯的粘合用樹脂組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁芯、該磁芯的生產方法以及用於生產該磁芯的粘合用樹脂組合物，其中的磁芯包含由無定形合金帶的層壓材料所形成芯材料以及塗布在芯材料外表面上的塗層材料。
背景技術：
無定形合金是一種非結晶固體，其通過將原料如鐵、硼或矽從熔化狀態進行快速冷卻所得到，並且通常所得到的這種無定形合金為厚度約0.01～0.1mm的帶狀物。這種無定形合金具有一種原子排列不規則的無規結構，當作為軟磁性材料時具有優良的性能，如高的導磁率、低的矯頑力，並且因為其較寬的適用頻率使其甚至在高頻區域也具有可用性。此外，在使用無定形合金的情況下，當磁通量通過時產生的能量損失(磁滯損耗)小，並且由於無定形合金帶的厚度比矽鋼帶的小，所以磁心損耗(磁滯損耗與渦流損耗的總和)可被降低。由於這個原因，通過層壓無定形合金帶製得的磁芯被用作如在許多電動電子儀器中的變壓器，使得它們的優良性能得以最大發揮，並且，它們不僅在磁性能上做出貢獻，而且對部件的小型化或輕量化做出貢獻。再有，近來出於節省能量上的考慮，使用了無定形帶狀磁芯作為磁芯之一的的變壓器越來越受到關注。
使用了無定形合金帶的磁芯通常是按照如下步驟製得的首先，將無定形合金帶卷繞或將一層疊置在另一層上以形成預定形狀的磁芯前體。然後，為了使所得的磁芯顯示出特殊的磁性能，前體要經過預定的退火熱處理。儘管退火熱處理的條件隨期望的磁性能而有所不同，但這種處理通常在約330～440℃、退火時間為0.1～100小時，以及惰性氣體的條件下進行。
通過退火熱處理，無定形合金帶變為極其易碎的帶狀物。因此，在製造磁芯中，保持經退火熱處理的磁芯的形狀以及防止其破碎是非常重要的問題。已知在經過退火熱處理的磁芯的形狀容易被保持，在此情況下，如果對用於形成磁芯的無定形合金帶施加過大的應力，就會增加作為磁芯損耗的組成部分之一磁滯損耗，並會對磁芯的性質產生影響，且該影響特別在低頻區域變大。因此，為了保持磁芯的形狀，必須採取措施以充分考慮到由保持磁芯的形狀所採用的方法而帶來的磁芯的性質上的改變。
當通過上述方法所生產的磁芯被纏繞上導線用作變壓器的一部分時，為了確保在磁芯和導線之間的絕緣，或者為了防止經退火熱處理所得到的無定形合金帶因變脆而發生斷裂並且使得磁芯具有優良的形狀保持特性，迄今為止使用的方法有將經過退火熱處理的磁芯放在樹脂等製成的殼體中，或將環氧樹脂等熱固性樹脂通過靜電粉末塗裝在經過退火熱處理的磁芯的外表面上。然而，在使用殼體的方法中，從使用性的角度考慮需要將殼體製得比磁芯大，並且帶有殼體的磁芯與原有的磁芯相比變得龐大。這種磁芯對於需要小型化的電子器件來說是不理想的。並且，還需要生產殼體的模具，從成本的角度考慮，這種方法僅對需求量大並具有某種固定形狀的磁芯適用。考慮到小批量生產具有各種不同形狀磁芯所需要的準備的模具，因此這種方法不具有實際可行性。
在另一方面，在使用環氧樹脂等熱固性樹脂的塗布方法中，使用殼體的上述方法引起的問題，如小型化的問題、小批量生產具有各種不同形狀磁芯的問題等均可以得到解決。然而，在這種塗布方法中，經過退火熱處理和冷卻的磁芯被熱固性樹脂塗布，從而損害了磁芯損耗性能。此外，由於必須經兩次熱處理，即用於退火的熱處理和用於樹脂固化的熱處理，這就使得生產過程複雜化。
一些大尺寸的磁芯，如用於變壓器的無定形帶狀磁芯，重量超過100kg，並且在很重的情況下，由於其自身的重量很難進行精密加工或容易發生局部的細微破損。此外，為了將塗布的熱固性樹脂固化，必須在退火熱處理後進行二次熱處理。該操作不僅麻煩並且需要安裝專用的烘箱。另外，還存在其它問題。例如，很難提高樹脂的粘度，並且由於磁芯自身的重量，也很難隨著塗布表面位置的改變而使樹脂以最佳狀態進行塗布，從而限制了塗布的操作。
還公開了另外一種方法，在該方法中，將無定形合金帶進行層壓，然後該層壓體用清漆進行塗布，該清漆中含的主要成分為能忍受退火溫度的有機物質，如聚醯亞胺樹脂，並且塗有清漆的層壓體被加熱同時進行樹脂的固化和退火熱處理(日本專利公開號126615/1987)。根據該方法，經退火熱處理後的磁芯表面受到熱固化樹脂保護並且磁芯的形狀得以保持，因此由退火的易碎無定形合金帶構成的磁芯比以前更容易處理，且磁芯的操作問題也得以解決。此外，對清漆的固化可以在退火的同時進行，由清漆固化產生的磁芯的機械應力也能夠被相對降低。因此，與前述的方法相比，可使磁芯損耗的可變性更小，前述方法中經過退火和冷卻的磁芯用具有高收縮性的環氧樹脂等的熱固性樹脂塗布。
然而，在該方法中，由於使用了耐熱樹脂的有機溶劑溶液，從而很難在磁芯的外表面形成足夠厚度的樹脂層。此外，由於使用了耐熱樹脂的有機溶劑溶液(液體清漆)，使得清漆滲透到無定形合金帶層之間，且由於樹脂固化收縮所形成的應力，從而使得無定形合金帶受到不必要的應力而導致磁芯損耗。為了解決該問題，公開了一種用鐵片等固定壓層的方法。然而該方法需要額外的設備和操作。此外，其效果並不是太令人滿意，並且對磁心損耗的降低達不到實際使用的要求。另外，由於耐熱樹脂的有機溶劑溶液(液體清漆)的粘度低，很難有效地在無定形合金帶的層壓體(芯)表面上進行塗層。因此，在層壓體和其周圍纏繞的導線之間的絕緣性就不太穩定。清漆可通過將耐熱樹脂溶解在N，N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基咪唑啉二酮或二甲基亞碸等的有機溶劑中製得。儘管有機溶劑顯示出對耐熱性樹脂優良的溶解性，但對其也有會對人體產生有害的影響的擔心。因此，在使用清漆生產磁芯的過程中，應對清漆的處理或清漆向空氣的揮發有足夠的重視。例如，需要複雜的設備，並且還需要在設備上進行相當大的投資。因為清漆的性能會隨著時間而下降，因此就需要專門的設備來對保存清漆，例如冷凍設備，且要保持清漆處於良好的狀態也是非常困難的。
為了釋放在使用上述的清漆過程中由於耐熱樹脂固化所引起的收縮應力，已有一種方法被公開，該方法可通過使用一種經矽氧烷改性的具有低彈性模量的聚醯亞胺樹脂的清漆來降低應力(日本專利公開號251439/1990)。
儘管可通過降低彈性模量來提高磁芯損耗，但仍不能獲得令人滿意的效果。此外，如果經矽氧烷改性的聚醯亞胺樹脂暴露在330～440℃的溫度下約0.1～100小時，即處於對磁芯進行退火的條件下，由於其低的耐熱性就會有部分樹脂發生分解，這就會引起大體積的磁芯如無定形帶狀磁芯的形狀保持的問題。
迄今認為如果使用能夠承受磁芯生產過程中退火條件的耐熱性樹脂並且同時進行退火和樹脂的固化，則經退火後的磁芯的形狀可以通過樹脂來保持並且經退火後的磁芯還可以得到其表面的樹脂的保護。並且還認為經如此處理後的磁芯的使用要相對容易且還可以減小磁芯損耗。
然而，在使用上述提及的清漆時，滲透到無定形合金帶之間的清漆量要比預想的大，並且樹脂固化收縮所施加在無定形合金帶上的應力也相當大。因此，很難得到具有令人滿意的性質的磁芯。此外，因為清漆中含有大量的有機溶劑，所以很難形成具有足夠厚度的樹脂膜來有效保護經退火後易碎的無定形合金帶薄片，並且在某些情況下，甚至連確保在磁芯和其周圍纏繞的導線之間絕緣的厚度也不能夠獲得。
常規的清漆含有大量的有機溶劑。因此，考慮到清漆對工作氛圍和自然環境的影響，就需要大量的設備。常規的清漆本身存在熱穩定性和隨時間變化的問題，並且由於較低的粘度還存在流掛的問題。當使用清漆時，樹脂滲透到無定形合金帶的壓層之間並發生固化，從而會對無定形合金帶的壓層產生不必要的應力從而導致磁芯損耗，並且這種磁芯損耗成為實際使用過程中的一個問題。

發明內容
本發明的目的之一就是提供一種磁芯，在該磁芯的無定形合金帶的外表面進行塗覆，而不用對因退火而變得易碎的無定形合金帶進行處理，從而在退火熱處理後賦予磁芯絕緣性和形狀保持性。
本發明的另一個目的就是提供具有低的磁芯損耗和高的絕緣性的磁芯，其中由無定形合金帶製成的芯材料被賦予了優良的磁性性能。
本發明的另一個目的就是提供用於磁芯的粘合用樹脂組合物，其用於生產上述提及的磁芯。
本發明的另一個目的就是提供用於生產上述磁芯的生產方法，以及通過該方法獲得的磁芯。
本發明的另一個目的就是提供用於磁芯的粘合用樹脂組合物，該組合物能夠在不使用有機溶劑的條件下有效地生產磁芯，並且其自身對於熱和時間都是穩定的。
本發明的磁芯包括由無定形合金帶的壓層製得的芯材料和含樹脂的塗層材料，其中芯材料的外表面的至少一部分被該塗層材料塗覆，且形成在芯材料外表面的含樹脂的塗層材料的厚度不小於10微米，並且組成含樹脂的塗層材料的樹脂在氮氣中於365℃退火2小時後，在30℃下測定的拉伸強度不低於30Mpa，並且在氮氣中於365℃退火2小時後所發生的熱降解所致的失重不超過2重量％。
在本發明中，組成含樹脂的塗層材料的樹脂優選為從聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碸樹脂和聚醚酮樹脂組成的組中挑選出來的一種或多種熱塑性樹脂。
在本發明中，組成含樹脂的塗層材料的樹脂優選為從主鏈含有下列結構式(1)～(10)表示的重複單元的樹脂中挑選出來的一種或多種熱塑性樹脂 其中a和b為滿足下列條件的數a+b＝1，0≤a≤1和0≤b≤1；X和Y各自為相互獨立的鍵合基團，其可從下列類型的鍵中進行選擇直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵，並且X和Y可以相同也可以不同；
其中Z為鍵合基團，其由直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵組成的組中進行選擇； 其中c和d為滿足下列條件的數c+d＝1，0≤c≤1和0≤d≤1；
本發明的磁芯含有由無定形合金帶的壓層製得的芯材料和含樹脂的塗層材料，其中芯材料的外表面的至少一部分被該塗層材料塗覆，該無定形合金帶的整個表面中有不超過10％的面積塗覆有這種含樹脂的塗層材料，並且組成含樹脂的塗層材料的樹脂在氮氣中於365℃退火2小時後，在30℃下測定的拉伸強度不低於30Mpa，並且在氮氣中於365℃退火2小時後所發生的熱降解所致的失重不超過2重量％。
在本發明中，組成含樹脂的塗層材料的樹脂優選為從聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碸樹脂和聚醚酮樹脂組成的組中挑選出來的一種或多種熱塑性樹脂。
在本發明中，組成含樹脂的塗層材料的樹脂優選為從主鏈含有上述結構式(1)～(10)表示的重複單元的樹脂中挑選出來的一種或多種熱塑性樹脂。
本發明的磁芯含有由無定形合金帶的壓層製得的芯材料和含樹脂的塗層材料，其中芯材料的外表面的至少一部分被該塗層材料塗覆，該無定形合金帶的整個表面中有不超過10％的面積塗覆有這種含樹脂的塗層材料，並且組成含樹脂的塗層材料的樹脂經在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃下測定的拉伸強度不低於30Mpa，並且發生不超過2重量％的失重，該失重是由於經在氮氣中於365℃退火2小時所發生的熱降解所致。
本發明中用於磁芯的粘合用樹脂組合物為一種含有樹脂粒子的粘合用樹脂組合物，其中樹脂具有下面的二種性質(1)該樹脂經在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃下測定的拉伸強度不低於30Mpa，並且因經在氮氣中於365℃退火2小時後產生的熱降解導致的失重不超過2重量％；以及(2)該樹脂為熱塑性樹脂，且在365℃下的熔融粘度為20～50000Pa·s。
用於磁芯的粘合用樹脂組合物優選含有不能充分溶解組合物中所含樹脂的液體。
用於磁芯的粘合用樹脂組合物中所含有的液體優選為從水、甲醇和乙醇組成的組中選擇至少一種。
這裡所使用的樹脂優選為至少一種從聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碸樹脂和聚醚酮樹脂組成的組中選出的熱塑性樹脂。
熱塑性樹脂優選為從主鏈含有上述結構式(1)～(10)表示的重複單元的樹脂中挑選一種或多種熱塑性樹脂。
本發明中的磁芯是通過使用上述的粘合用樹脂組合物所生產出來的磁芯。
本發明的磁芯可以通過下面的過程製得將上述的粘合用樹脂組合物提供給未經退火熱處理的由無定形合金帶壓層製得的芯材料，然後進行退火熱處理，其中用粘合用樹脂組合物對芯材料進行的粘合塗層和退火熱處理是在同一的步驟中進行的。


圖1顯示了使用無定形合金帶的芯材料的形狀。
圖2顯示了磁芯的粘合製作過程。
圖3顯示了經過塗層的芯材料的外觀。
圖4顯示了磁芯的加工過程。
圖5顯示了無定形合金帶的例子。
圖6顯示了通過卷繞無定形合金帶製得的磁芯的例子。
圖7顯示了使用本發明的組合物對芯材料進行塗層的步驟。
具體實施例方式
在下文中將用最佳實施方式對本發明中的磁芯、用於磁芯的粘合用樹脂組合物以及生產磁芯的過程進行詳細的描述。
本發明中的磁芯包括將無定形合金帶進行層壓後得到的芯材料和塗層材料，該塗層材料包含含有特定樹脂的組合物，並且形成於芯材料的部分表面或全部外表面。
構成本發明的磁芯的芯材料通過層壓無定形合金帶而製得，如圖5所示。該無定形合金是一種軟磁性材料，其例子包括無定形金屬材料，如Fe-基無定形金屬材料和Co-基無定形金屬材料；以及納米結晶金屬材料，如Fe-基納結晶米金屬材料和Co-基納米結晶金屬材料Fe-基無定形金屬材料的例子包括Fe-半金屬體系無定形金屬材料，如Fe-Si-B體系無定形金屬材料、Fe-B體系無定形金屬材料和Fe-P-C體系無定形金屬材料；以及Fe-過渡金屬體系無定形金屬材料，如Fe-Zr體系無定形金屬材料、Fe-Hf體系無定形金屬材料和Fe-Ti體系無定形金屬材料。Co基無定形金屬材料的例子包括Co-Si-B體系無定形金屬材料、Co-B體系無定形金屬材料。
納米結晶金屬材料是通過熱處理將無定形金屬材料結晶到納米尺寸大小而獲得，其例子包括Fe-Si-B-Cu-Nb體系無定形金屬材料、Fe-B-Cu-Nb體系無定形金屬材料、Fe-Zr-B-(Cu)體系無定形金屬材料、Fe-Zr-Nb-B-(Cu)體系無定形金屬材料、Fe-Zr-P-(Cu)體系無定形金屬材料、Fe-Zr-Nb-P-(Cu)體系無定形金屬材料、Fe-Ta-C體系無定形金屬材料、Fe-Al-Si-Nb-B體系無定形金屬材料、Fe-Al-Si-Ni-Nb-B體系無定形金屬材料、Fe-Al-Nb-B體系無定形金屬材料和Co-Ta-C體系無定形金屬材料。
為了使得上述材料顯示出特有的磁性性質，通常在使用前需要對所有這些材料在指定的條件下進行退火熱處理。
儘管退火熱處理的條件取決於所使用的材料的類型和需要表現出來的磁性性質而變化，但是無定形金屬材料優選在300～500℃下進行加熱，納米結晶金屬材料優選在400～700℃下進行加熱。
在本發明的磁芯中，無定形合金帶的厚度優選為在10～100微米的範圍，更加優選為10～40微米。儘管在本發明中使用的無定形合金帶的寬度可根據需要生產的磁芯的大小來適當地確定，但是其範圍通常在1～2000mm，優選為1～500mm。根據本發明，各種尺寸的磁芯都可以生產，例如從尺寸相當小的到相當大的如變壓器。
對無定形合金帶進行層壓的方法沒有具體的限制，採用的方法應適合所需要生產的磁芯的形狀。通常採用的有將無定形合金帶卷繞成帶狀的方法，和將給定形狀的無定形合金帶進行重疊的方法。
在本發明的磁芯中，無定形合金帶的壓層數目(層)可以根據所需要生產的磁芯進行適當的確定，但是通常層壓的數目為5～50000層，優選為10～10000層。通過層壓無定形合金帶所形成的磁芯材料的厚度通常不小於0.1mm，優選為0.2～500mm。因此，本發明能夠在不使用任何特殊的容器等設備的情況下而生產出各種形狀和大小的磁芯。
圖1為使用無定形合金帶所生產出來的磁芯材料形狀的例子。在圖1中，(a)是指環形磁芯，(b)是指開口磁芯(gap core)，其中的環形磁芯的部分被切除，(c)是指條形磁芯，其中的無定形合金帶被層壓，以及(d)是指EI磁芯，其中對層壓後的無定形合金帶進行充壓。在本發明中，磁芯可以為這些形狀中的任何一種形狀。
例如，在圖1中，(a)的環形磁芯可以通過將無定形合金帶進行卷繞而得到。(b)的開口磁芯可以通過將卷繞的環形磁芯切除掉一部分後而得到。條形磁芯和EI磁芯可以通過將無定形合金帶進行層壓以及將得到的層壓製品充壓為指定的形狀而得到。
本發明的磁芯具有的芯材料是通過如下形成的，例如將無定形合金帶進行層壓並形成上面所描述的期望形狀的層壓製品，並且在芯材料的外表面用含有特定的具有的粘附性質的耐熱性樹脂的塗層材料塗層。
組成塗層材料的樹脂為熱塑性樹脂，其玻璃化轉變溫度(Tg)不低於120℃，優選為不低於135℃，更加優選為不低於150℃，並且該樹脂為耐熱性樹脂，其在350℃具有的粘度不超過10000Pa·s，優選為不超過8000Pa·s，更加優選為不超過5000Pa·s，並且其熱降解溫度，即材料在室溫下測得的重量降低5重量％時所處的溫度，不低於350℃，優選為不低於450℃，更加優選為不低於500℃。儘管該樹脂為熱塑性樹脂，但是仍具有相當高的耐熱性。由熱降解所導致的5％的失重是在氮氣條件下通過熱平衡等所測定的值。樹脂的粘度可以通過Shimadzu流動測試儀CFT-500D/100測得。
上述的樹脂被研磨成粉末，將粉末粘附到芯材料的外表面並進行固化，從而形成塗層材料。
在本發明的磁芯中，芯材料外表面的部分或全部塗有含樹脂的組合物。塗層被部分或全部地塗覆在外表面，並且對塗覆區域的比例沒有特殊的限制，只要能夠使得磁芯和纏繞在其周圍的導線之間能夠保持絕緣並且能夠保持磁芯的形狀就可以。通常，磁芯的拐角是最重要的需要絕緣的部分，因此最好在這些區域塗有組合物。
如上所述，在本發明的磁芯中，芯材料塗有含有特殊性質樹脂的組合物。在組合物中，具有特殊性質的樹脂在取得本發明的效果中扮演了重要的角色，並且對於包含在組合物中的除樹脂以外的其它組份沒有特殊的限制，只要該組份不會對本發明的效果產生危害就行。例如，可以含有無機填料和其它的樹脂。被塗覆的材料可以僅由上述的樹脂組成。儘管對樹脂在組合物中所佔的比例沒有特殊的限制，但是優選為不低於20重量％，更加優選為不低於50重量％。
用於組成本發明磁芯的塗層材料中含有的樹脂在經在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃下測定的拉伸強度不低於30Mpa，優選為在35～300Mpa，特別優選為在40～250Mpa之間，並且經在氮氣中於365℃退火2小時所發生的熱降解所導致的失重應不超過2重量％，優選為不超過1重量％。如果樹脂在經365℃退火併在氮氣中2小時後於30℃下測定的拉伸強度低於30Mpa，這就會導致塗層性能不足而有時將引起絕緣性的問題。此外，還可能存在磁芯形狀保持方面的問題。例如，當本發明的磁芯中的芯材料通過卷繞無定形合金帶而得到時，如圖1中的(a)所示，就有必要在芯材料的外表面(卷繞的無定形合金帶的側表面和最外圍表面)使用塗層材料從而將卷繞的芯材料與塗層材料結合在一起使得卷繞的芯材料不會散開。然而，如果拉伸強度低於上述定義的值，就有可能在某些情況下不能夠將芯材料充分地粘結在一起。
如果由經365℃退火併在氮氣中2小時而發生的熱降解所導致的失重超過了2重量％，那麼就會出現與上述情況相似的絕緣性和形狀保持性降低的情況。此外，由降解所產生的易揮發的組份或含碳的物質容易對退火熱處理用的烘箱產生汙染。對於經在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃下測定的拉伸強度的上限沒有特別的限制，但是如果拉伸強度太高，就可能導致塗層膜產生裂縫。因此，拉伸強度優選為不超過300Mpa，更加優選為不超過250Mpa。
在本發明中，經在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃下測定的拉伸強度可以根據JIS K7127中所定義的方法進行測定。
在該方法中，首先，使用常規的方法如熱壓法或澆鑄法來製得給定厚度的薄膜。更具體地，使用熱壓法來製備薄膜時，樹脂的粒子或顆粒事先在通入惰性氣體如氮氣的條件下，於100～200℃下乾燥約1～10小時，然後在溫度高於樹脂玻璃化轉變溫度約10～150℃，優選為約30～100℃的條件下進行熱壓，從而形成薄膜並對其進行切割得到樣品。熱壓的溫度和時間的確定的依據是使得施加的熱幾乎不會對樹脂的性質產生影響。通過澆鑄法來製備薄膜時，樹脂被溶解在能夠將其均勻溶解的有機溶劑中，形成的濃度為1～50重量％，優選為5～30重量％，並將形成的溶液澆鑄在平板玻璃基質上並使用棒狀塗膜機、旋轉塗膜機等使其形成厚度約為10～2000微米的薄膜。樣品的厚度取決於澆鑄在基質上所形成的薄膜的厚度、樹脂的類型、溶劑的類型、溶液中樹脂的含量等，此外，其還受到溶劑沸點的影響。因此，選擇條件的依據是應能夠得到均勻的和期望厚度的樣品。澆鑄在基質上的薄膜然後與基質一起在能夠充分消除有機溶劑的條件下在乾燥烘箱中進行烘乾。為了防止發泡，優選為將薄膜以約1～30℃/min的速度加熱到有機溶液的沸點，並在該沸點溫度下保持幾個小時，然後在能夠充分消除有機溶劑的條件下進行乾燥。乾燥的溫度和時間的確定的依據是使得施加的熱幾乎不會對樹脂的性質產生影響。通過上述任何一種方法製得的薄膜都可用於本發明中的測量，但是優選使用通過熱壓製得的薄膜。如果含有有機溶劑的薄膜被用於測量，就會對測量結果產生負面的影響。因此，優選為幾乎不含有有機溶劑，即，以樹脂的重量為基準，殘留物的不應超過0.01重量％。
對拉伸強度的測量是根據JIS K7127來進行的。薄膜的厚度沒有在該標準中進行規定，只要求其不超過1mm即可。在本發明中，用於測量的薄膜的厚度優選為在100～300微米之間，此外沒有其它的限制。上面所製得的薄膜以10℃/min的速度從室溫加熱到365℃並在365℃時保持2小時。隨後，將薄膜緩慢冷卻到室溫然後通過衝壓等方式將其加工成標準的樣品形狀。然後，對得到的樣品的拉伸強度進行測定。在本發明中，採用3號形狀的樣品。
在本發明中，使用通用的熱重法(TG法)對在氮氣中經365℃退火2小時後的樣品的熱降解所導致的失重進行測量。樹脂樣品於測量前在通入氮氣流的條件下於200℃下乾燥2小時。樹脂樣品被放入熱重計中並且在氮氣中以10℃/min的速度進行加熱。當溫度達到365℃時，維持該溫度2小時。由於熱降解所導致的失重為樣品在365℃下保持2小時所減少的樣品重量與樣品剛達到365℃時的重量的比率。
在本發明中可使用的樹脂的例子包括聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碸樹脂和聚醚酮樹脂。可以從這些樹脂中選擇一種使用，也可以選擇二種或二種以上組合使用。
更具體地，在主鏈上具有下述化學結構式(1)～(10)所示的重複單元的熱塑性樹脂可被優選用作本發明中所使用的樹脂。可以從這些樹脂中選擇一種使用，也可以選擇二種或二種以上組合使用。
在結構式(1)中，其中a和b為滿足下列條件的數a+b＝1，0≤a≤1和0≤b≤1；X和Y各自為相互獨立的鍵合基團，其可從下列類型的鍵中進行選擇直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵，並且X和Y可以相同也可以不同；
在結構式(2)中，Z為鍵合基團，其可以從直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵中進行選擇。
在結構式(6)中，其中c和d為滿足下列條件的數c+d＝1，0≤c≤1和0≤d≤1； 對用於本發明磁芯的樹脂的製備方法沒有特殊的限制，任何所公開已知的生產方法都可以使用。儘管對包含在樹脂中的雜質的類型和含量沒有具體的限制，但是雜質有時會對某些用途的磁芯的性質產生影響。因此，希望雜質的重量百分數不超過1重量％，具體地，希望離子性雜質如鈉和氯的總量超過0.5重量％。
在主鏈上具有化學結構式(1)和(2)表示的重複單元的聚醯亞胺樹脂通過熟知的生產方法，使用一種或多種芳香族四羧酸二酐和一種或多種芳香族二胺來製得，其中，所述芳香族四羧酸二酐從均苯四酸二酐、3，3』，4，4』-聯苯四羧酸二酐、二(3，4-二羰基苯基)醚二酐和二(3，4-二羰基苯基)碸二酐中選擇，所述芳香族二胺從4，4』-二(3-氨基苯氧基)聯苯、二(4-(3-氨苯氧基)苯基)硫醚、二(4-(3-氨基苯氧基)苯基)碸、二(4-(3-氨基苯氧基)苯基)醚、1，3-二(3-氨基苯基)苯、1，4-二(3-氨基苯基)苯以及1，3-二(4-氨基苯基)苯中選擇。
在主鏈上具有化學結構式(3)表示的重複單元的聚醚醯亞胺樹脂、在主鏈上具有化學結構式(4)和(5)表示的重複單元的聚醯亞胺樹脂、在主鏈上具有化學結構式(6)表示的重複單元的聚醯胺-醯亞胺樹脂、在主鏈上具有化學結構式(7)～(9)表示的重複單元的聚碸樹脂和在主鏈上具有化學結構式(10)表示的重複單元的聚醚酮樹脂均可以通過熟知的生產過程來製得。這些樹脂是通過工業化生產製得。在主鏈上具有化學結構式(3)表示的重複單元的聚醚醯亞胺樹脂包括ULTEM(商品名，可從GE PLASTIC JAPAN公司獲得)；主鏈上具有化學結構式(4)和(5)表示的重複單元的聚醯亞胺樹脂包括Upilex(商品名，可從UbeIndustries公司獲得)；在主鏈上具有化學結構式(6)表示的重複單元的聚醯胺-醯亞胺樹脂包括TORLON(商品名，可從Teijin Amoco獲得)；在主鏈上具有化學結構式(7)～(9)表示的重複單元的聚碸樹脂包括UDEL(商品名，可從Teijin Amoco獲得)和RADEL(商品名，可從TeijinAmoco獲得)；在主鏈上具有化學結構式(10)表示的重複單元的聚醚酮樹脂包括Victrex(商品名，可從Victrex-MC獲得)。這些樹脂都可以在市場上購買得到，並且可選擇適合本發明的品牌。
製備在主鏈上具有化學結構式(1)～(10)表示的重複單元的樹脂的過程在由KYORITSU SHUPPAN公司出版的，由The Society of PolymerScience，Japan編輯的New Polymer Experiment 3，Synthesis/Reaction ofPolymers(2)，Synthesis of Condensation Polymers中有描述。
對本發明中用於磁芯的樹脂的分子量以及分子量分布沒有具體的限制，但是如果分子量非常小或非常大，可能會對塗膜的強度產生影響。因此，將樹脂溶解於溶劑中得到濃度為0.5g/100ml的溶液在35℃下測得的對數粘度範圍優選在0.2～2.0dl/g，特別優選為在0.3～1.5dl/g。
對用於本發明磁芯的樹脂的重複構成單元沒有特別的限制，任何交替結構、無規結構和嵌段結構都可以使用。儘管通常使用的分子形狀為線性，但是其也可以為支鏈狀。此外，樹脂還可以為接枝改性的樹脂。
在本發明中，在芯材料上的塗層材料的厚度不小於10微米。如果塗層材料的厚度小於10微米，在磁芯和其周圍纏繞的導線之間的絕緣就容易變得不是很充分，並且還可能導致磁芯不能夠充分地保持其形狀。因此，磁芯就可能在某些情況下不能夠充分實現其功能。組成組合物的塗層材料的厚度優選為不小於20微米，更加優選為不小於30微米。
在本發明中所定義的10微米的塗層材料的厚度是在有效塗層表面上的最小塗層厚度。這就是說，本發明中的磁芯包括由無定形合金帶壓層製得的芯材料以及在芯材料外表面所形成的塗層材料，並且當使用時在磁芯周圍纏繞上導線時，形成在芯材料外表面的塗層材料不僅需要將層壓的芯材料結合在一起，而且還需要確保芯材料和導線之間的絕緣。為了有效地將由無定形合金帶壓層製得的芯材料結合在一起並且確保芯材料和磁芯周圍導線之間的絕緣，就有必要將塗層材料用在那些需要確保絕緣的部位，並且在該部位的塗層材料的厚度不應低於10微米。
在本發明的磁芯中，其外表面塗有厚度不小於10微米的含有樹脂的組合物。因此，磁芯與其周圍纏繞的導線之間具有優良的絕緣性以及良好的形狀保持特性，而通過使用現有技術中的清漆所生產得到的磁芯則不具備這種性質。當使用現有技術中的清漆時，則很難使用樹脂等在外表面塗上不小於10微米厚度的塗層，而這種厚度對於表現絕緣性和形狀保持性是必需的。即，因為常規的清漆是通過將樹脂組份溶於有機溶劑中製得的並且其具有較低的粘度，從而不可能確保充分的厚度。此外，因為清漆含有大量的有機溶劑，其能夠滲透到層壓的無定形合金帶之間從而降低磁芯損耗性質。與之相比的是，使用本發明的粉末狀的樹脂，可以形成具有足夠厚度的塗層材料，此外，還可以防止樹脂粒子滲透到層壓的無定形合金帶之間。
在本發明中，組合物的塗膜的厚度可以通過將塗層材料剝脫並測量其厚度的方法來確定，或者通過在垂直於塗層材料的方向上將磁芯切開並觀察其截面的方法來確定。優選使用後一種方法。在磁芯拐角處的塗層材料的厚度是非常重要的，並使用顯微鏡等來對截面進行觀察從而測量塗層材料的厚度。
在本發明的磁芯中，無定形合金帶的層壓側表面的部分或全部被粘合塗層組合物，在該組合物中含有具有特殊性質的樹脂。
在本發明的磁芯中，用於形成芯材料的無定形合金帶的整個表面的不超過10％，優選為不超過8％的面積被塗有含樹脂的塗層材料。在本發明中，對於塗層面積的下限沒有特別的限制，只要其不對本發明的效果產生危害即可。
在本發明中，無定形合金帶的層壓側表面是在無定形合金帶的厚度方向上的壓層的表面，所述的壓層是通過將無定形合金帶進行層壓得到，例如圖6中所示的表面。粘合塗層在部分或全部的層壓側表面上進行，並且對於塗布面積的比例沒有具體的限制，只要對本發明產生如磁芯的形狀保持的效果就可以。對於較大尺寸的無定形帶芯(芯材料)和較重的磁芯來講，從形狀保持特性的角度考慮，優選使用較高的粘合塗層面積比例。考慮到防止外部衝擊對無定形合金帶的破壞，優選將整個層壓側表面都進行粘合塗層。此外，在本發明中，除了層壓側表面以外的外表面也可以進行粘合塗層。然而，存在的問題就是粘合塗層會同時對無定形合金帶產生不必要的應力從而引起磁芯損耗性能的降低，因此這就是對不需要進行處理的層壓側表面和其它外表面進行粘合塗層時的缺點。如果對不需要進行處理的表面進行粘合塗層，就有可能達不到本發明所要求的效果。
用於磁芯的粘合用樹脂組合物，其被用於形成本發明的磁芯的塗層材料，含有樹脂粒子並且該樹脂具有下面的兩種性質。
(1)樹脂在氮氣中於365℃退火2小時後，在30℃下測定的拉伸強度不低於30Mpa，並且在氮氣中於365℃退火2小時後發生的熱降解所致的失重不超過2重量％；(2)樹脂為熱塑性樹脂，其在365℃下的熔融粘度為20～50000Pa·s。
用於本發明粘合用樹脂組合物中的樹脂具有以下的性質在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃下測定其具有的拉伸強度不低於30Mpa，並且在氮氣中於365℃退火2小時後所發生的熱降解導致不超過2重量％的失重。如果樹脂在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃下測定其具有的拉伸強度低於30Mpa，這就會導致塗層性能不足，而會引起絕緣性的問題。此外，還可能存在磁芯形狀保持方面的問題。如果在氮氣中於365℃退火2小時發生的熱降解所導致的失重超過2％，那麼就會與上面所述情況相似，絕緣性和形狀保持性將會降低。此外，降解所產生的易揮發的組份或含碳的物質容易對退火熱處理的烘箱產生汙染。對在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃下測定的拉伸強度的上限沒有特別的限制，但是如果拉伸強度太高，就可能導致塗層膜的破裂。因此，拉伸強度優選為不超過300Mpa，更加優選為不超過250Mpa。拉伸強度和失重可以通過與前面所述方法相同的方法進行測定。
用於本發明的粘合用樹脂組合物的樹脂為熱塑性樹脂，並且該樹脂在365℃下的熔融粘度為20～50000Pa·s。如果在365℃下的熔融粘度低於20Pa·s，在某些情況下就不能確保在芯材料的外表面所形成的塗膜的最小厚度為10微米，因此就可能達不到本發明的效果。如果在365℃下的熔融粘度高於50000Pa·s，就很難形成均勻的塗膜，並且塗膜容易從磁芯上脫落。因此，也有可能達不到本發明的效果。
在本發明中，通常使用擠出型的毛細流變儀對熔融粘度進行測量。例如，優選使用Koka型的流動測試器。樹脂在365℃下保持5分鐘後，在100000hpa的壓力下將樹脂從直徑為0.1cm、長度為1cm的孔中擠出從而測定其熔融粘度。
除了上述的性質外，用在本發明中的樹脂優選為還具有下面的性質。
(3)當樹脂的溫度以0.5℃/min的速度從400℃降到120℃時，樹脂中的結晶部分所釋放出來的熔融熱不超過10J/g。如果熔融熱超過10J/g，則樹脂具有高的結晶性，由於結晶所引起的樹脂相態的改變，就會對由無定形合金帶的壓層製得的芯材料上施加不需要的應力，從而容易降低芯材料的性質。此外，有可能因為樹脂相態的改變產生的收縮而降低樹脂和無定形合金帶之間的粘附力，從而對其形狀保持性產生不良影響。
在本發明中，結晶部分的熔融熱可以通過差示掃描量熱法(DSC法)測定。更具體地，樹脂樣品以10℃/min的速度被加熱，然後以0.5℃/min的速度從400℃冷卻到120℃，該樹脂樣品被放置在普通的DSC(差示掃描量熱計)中並且在氮氣中以10℃/min的速度被加熱。然後，分析在熔融溫度處出現的峰來確定熔融熱。
(4)樹脂中殘留的有機溶劑的量不超過1重量％。如果樹脂中殘留的有機溶劑的量超過1重量％，那麼在溫度升高或退火熱處理時會因為有機溶劑的揮發而容易導致氣泡的產生，會在無定形合金帶的壓層製得的芯材料上施加不需要的應力，從而容易降低芯材料的性質。
在本發明中，對樹脂中殘留的有機溶劑可以通過FID氣相色譜法測定。樹脂樣品通過氣相色譜計內置的加熱器加熱到400℃分離出有機溶劑，並且通過事先準備好的有機溶劑校準曲線對有機溶劑進行定量。
優選在本發明中的粘合用樹脂組合物中使用的樹脂的例子包括聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碸樹脂和聚醚酮樹脂。可以從這些樹脂中選擇一種使用，也可以選擇二種或二種以上組合使用。
更具體地，在主鏈上具有下述化學結構式(1)～(10)所示的重複單元的熱塑性樹脂可被優選用作本發明的粘合用樹脂組合物中的樹脂。可以從這些樹脂中選擇一種使用，也可以選擇二種或二種以上組合使用。
在結構式(1)中，a和b為滿足下列條件的數a+b＝1，0≤a≤1和0≤b≤1；X和Y各自為相互獨立的鍵合基團，其可從下列類型的鍵中進行選擇直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵，並且X和Y可以相同也可以不同； 在化學結構式(2)中，Z為一鍵合基團，其可以從直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵中進行選擇； 在化學結構式(6)中，其中c和d為滿足下列條件的數c+d＝1，0≤c≤1和0≤d≤1；
對用於本發明磁芯的樹脂的製備過程沒有特殊的限制，並且任何所公開已知的生產過程都可以使用。儘管對包含在樹脂中的雜質的類型和含量沒有具體的限制，但是雜質有時會對某些用途的磁芯的性質產生影響。因此，希望雜質的重量百分數不超過1重量％，具體地，希望離子性雜質如鈉和氯的總量超過0.5重量％。
在主鏈上具有化學結構式(1)和(2)表示的重複單元的聚醯亞胺樹脂通過熟知的生產方法，使用一種或多種芳香族四羧酸二酐和一種或多種芳香族二胺來製得，其中，所述芳香族四羧酸二酐從均苯四酸二酐、3，3』，4，4』-聯苯四羧酸二酐、二(3，4-二羰基苯基)醚二酐和二(3，4-二羰基苯基)碸二酐中選擇，所述芳香族二胺從4，4』-二(3-氨基苯氧基)聯苯、二(4-(3-氨苯氧基)苯基)硫醚、二(4-(3-氨基苯氧基)苯基)碸、二(4-(3-氨基苯氧基)苯基)醚、1，3-二(3-氨基苯基)苯、1，4-二(3-氨基苯基)苯以及1，3-二(4-氨基苯基)苯中選擇。在主鏈上具有化學結構式(3)表示的重複單元的聚醚醯亞胺樹脂、在主鏈上具有化學結構式(4)和(5)表示的重複單元的聚醯亞胺樹脂、在主鏈上具有化學結構式(6)表示的重複單元的聚醯胺—醯亞胺樹脂、在主鏈上具有化學結構式(7)～(9)表示的重複單元的聚碸樹脂和在主鏈上具有化學結構式(10)表示的重複單元的聚醚酮樹脂均可以通過熟知的生產過程來製得。這些樹脂是通過工業化生產製得。在主鏈上具有化學結構式(3)表示的重複單元的聚醚醯亞胺樹脂包括ULTEM(商品名，可從GE PLASTIC JAPAN公司獲得)；主鏈上具有化學結構式(4)和(5)表示的重複單元的聚醯亞胺樹脂包括Upilex(商品名，可從Ube Industries公司獲得)；在主鏈上具有化學結構式(6)表示的重複單元的聚醯胺-醯亞胺樹脂包括TORLON(商品名，可從Teijin Amoco獲得)；在主鏈上具有化學結構式(7)～(9)表示的重複單元的聚碸樹脂包括UDEL(商品名，可從Teijin Amoco獲得)和RADEL(商品名，可從Teijin Amoco獲得)；在主鏈上具有化學結構式(10)表示的重複單元的聚醚酮樹脂包括Victrex(商品名，可從Victrex-MC獲得)。這些樹脂都可以在市場上購買得到，並且可選擇適合本發明的品牌。
製備在主鏈上具有化學結構式(1)～(10)表示的重複單元的樹脂的過程在由KYORITSU SHUPPAN公司出版的，由The Society of PolymerScience，Japan編輯的New Polymer Experiment 3，Synthesis/Reaction ofPolymers(2)，Synthesis of Condensation Polymers中有描述。
本發明對用於磁芯的樹脂的分子量以及分子量分布沒有具體的限制，但是樹脂的分子量以及分子量分布應該滿足樹脂在365℃時的熔融粘度為20～50000Pa·s。如果分子量非常小，會對塗膜的強度產生影響。因此，將樹脂溶解於溶劑中得到濃度為0.5g/100ml的溶液的對數粘度在35℃下應不低於0.2dl/g，更加優選為不低於0.3dl/g。如果分子量非常大，在退火熱處理時樹脂的流動性就會降低，因此在某些情況下就不能形成合適的樹脂薄膜。因此，將樹脂溶解於溶劑中得到濃度為0.5g/100ml的溶液的對數粘度在35℃下應不超過2.0dl/g，更加優選為不超過1.5dl/g。
儘管對用於本發明的粘和用樹脂組合物的樹脂中殘留的有機溶劑的量沒有具體的限制，但是優選為不超過1重量％。如果樹脂中殘留的有機溶劑的超過1重量％，那麼在溫度升高或退火熱處理時會因為有機溶劑的揮發而容易導致氣泡的產生，從而會對塗膜的絕緣性能產生影響。對樹脂中殘留的有機溶劑可以通過FID氣相色譜法測定。樹脂樣品通過氣相色譜計內置的加熱器加熱到400℃分離出有機溶劑，並且使用事先準備好的有機溶劑校準曲線對有機溶劑進行定量。
對用於本發明磁芯的樹脂的重複結構單元沒有特別的限制，任何交替結構、無規結構和嵌段結構都可以使用。儘管通常使用的分子形狀為線性，但是其也可以為支鏈狀。此外，樹脂還可以為接枝改性的樹脂。
本發明的粘合用樹脂組合物的合適的狀態隨其用途或可使用性而變化。例如，如果採用靜電粉末塗層，則優選使用含有樹脂粒子的粉末組合物。如果採用噴塗、刷塗或浸塗，則優選使用含有樹脂粒子的液體或糊狀組合物以及不能溶解樹脂的液體。在本發明的粘合用樹脂組合物中，還可以含有除樹脂粒子和不能夠溶解樹脂的液體以外的其它組份，只要這些組份不會損害本發明的效果。對於這些組份沒有特殊的限制，例如無機填料、其它的樹脂和液體都可以使用。在本發明的粘合用樹脂組合物中也可以只包含樹脂粒子以及不能夠溶解樹脂的液體。
對於本發明的粘合用樹脂組合物中的樹脂粒子的性質(如大小)來講，其最合適的條件隨樹脂組合物的的用途或可使用性而變化，並且優選使用適合於其用途或可使用性的條件。例如，從本發明的粘合用樹脂組合物需要均勻的塗層這一角度來看，使用靜電粉末塗層時，優選使用的體積基平均粒子直徑為5～200微米，並且單位重量的表面積在0.02～1m2/g。當對上述的液體或糊狀組合物進行噴塗、刷塗或浸塗時，優選的體積基平均粒子直徑為0.5～100微米，並且單位重量的表面積在0.04～10m2/g，更加優選的體積基平均粒子直徑為2～50微米，並且單位重量的表面積在0.05～4m2/g。當粒子的直徑和表面積在上述的範圍內時，本發明的粘合用樹脂組合物具有使用時所適合的性質(如粘度)。然而，上述的值僅僅是優選條件下的情況，且粒子的直徑和表面積值的改變還與本發明的粘合用樹脂組合物中的其它組份、組合物混合比例等有關，因此這些值並不局限於上述的範圍。
根據本發明，用於磁芯的粘合用樹脂組合物優選為含有樹脂粒子和無機物質粒子，並且樹脂粒子和無機物質粒子優選滿足下面的算術式(A)0.05≤[(Sp·Cp)/Sf·Cf]≤50 (A)其中Sp和Sf分別為單位重量的樹脂粒子的表面積和無機物質粒子的表面積，Cp和Cf分別為組合物中樹脂粒子的含量和無機物質粒子的含量。
Sp和Sf的單位為m2/g，Cp和Cf的單位為重量％。
這裡使用的無機物質優選為熔點或軟化溫度不低於450℃的物質。
用於磁芯的粘合用樹脂組合物優選為含有不能夠溶解樹脂和無機物質的液體，並且該液體優選為從水、甲醇和乙醇中選擇的一種或多種含水介質。
根據本發明，用於磁芯的粘合用樹脂組合物可以為不含液體的粉末塗層組合物。
在本發明的粘合用樹脂組合物中，對樹脂中的粒子含量沒有具體的限制，但是優選為不低於1重量％，更加優選為20重量％。
為塗布本發明的粘合用樹脂組合物，優選使用下列方法一種為使用粉末的靜電粉末塗層法，一種是通過刷子或抹子塗布含有不能夠溶解樹脂液體的液體或糊狀物的方法，以及噴塗法或浸塗法。從塗層均勻和快速的角度考慮，更加優選使用靜電粉末塗層法、噴塗法或浸塗法。在使用靜電粉末塗層法時，可以加入調節劑以使該方法達到最好的效果。在使用噴塗法或浸塗法時，優選調節如粘度等性質使得適於使用噴塗法等。例如，可以通過控制樹脂粒子直徑、含量等來調節如粘度等性質。使用噴塗法時可以使用商業上的噴槍和壓縮氣體如壓縮空氣。通過對需要進行噴塗的樹脂組合物的粘度進行調節，可以得到表面沒有凹凸以及可任意確定厚度的塗層。儘管上面已經給出了進行塗層的方法的一些實施例，但是在本發明中可使用的塗層方法並不局限於此。
當本發明的粘合用樹脂組合物含有樹脂粒子以及不能夠溶解樹脂的液體時，優選的不能夠溶解樹脂的液體為含水介質，例如水、甲醇和乙醇，並且更加優選的是水。儘管對水中所含的雜質的類型和含量沒有具體的限制，但是雜質可能會對某些用途的磁芯引起腐蝕。因此，希望雜質的重量優選為不超過1重量％，具體地，希望離子性雜質如鈉和氯的總量不超過0.5重量％。
對生產用於本發明磁芯的粘合用樹脂的製備過程沒有特殊的限制，可以使用任何已公知的生產過程。例如，樹脂粒子可使用衝擊粉碎機對樹脂顆粒進行冷凍粉碎或添加不能夠溶解樹脂的溶劑到樹脂的溶液中而沉澱出部分樹脂粒子的方法來製得。為了將樹脂粒子以及不能夠溶解樹脂的液體進行混合，可以先製得樹脂粒子，然後與液體進行混合，或者將樹脂與液體進行混合然後採用適當的粉碎方法得到期望的粒子。後一種過程的例子如下將樹脂先進行粗糙粉碎，得到約幾百微米的粒子的樹脂粉末，然後將其與水進行混合，再使用溼式噴射研磨機(如SuginoMachine Ulthimaizer System)進行粉碎。儘管對混合的方法沒有具體的限制，但優選使用能夠將樹脂粉末和液體均勻混合的方法。
根據本發明，用於磁芯的粘合用樹脂組合物應含有具有特殊性質的樹脂粒子或含有具有特殊性質的樹脂粒子和不能夠溶解樹脂的液體，該液體優選為水。與使用能夠溶解樹脂並易於對安全性和可使用性產生不良影響的有機溶劑情況不同，對水來說，不需要對處理方法或防止向空氣中的擴散作特殊考慮。並且在退火熱處理溫度升高時，不需要進行特殊的注意，且使用清漆所帶來的容易發泡的問題也不會出現。此外，因為組合物中的組份為化學上穩定的樹脂粒子或化學上穩定的樹脂粒子和不能夠溶解樹脂的液體，因此組合物在接近常溫的溫度下是化學上非常穩定的並且其性能不會隨時間而惡化，這一點與清漆是不同的。因此，在儲存時不需要採取如冷凍等的任何特殊的措施。此外，當使用本發明的粘合用樹脂組合物時，具有絕緣性和形狀保持性的塗膜可以在磁芯的外表面形成。組合物的這寫特性大大不同於現有技術中的清漆的特性，其中通過現有技術所得到的具有絕緣性和形狀保持性的塗膜不能完全在磁芯的外表面形成。只有當使用本發明的粘合用樹脂組合物時才能形成這種優良的塗層。通過使用本發明的粘合用樹脂組合物，可以解決現有技術中使用清漆所不能夠解決的問題，並且可以不使用有機溶劑而有效地製造具有絕緣性和形狀保持性的磁芯。此外，本發明的粘合用樹脂組合物自身對熱和時間來講都是穩定的。
為了生產使用了本發明的粘合樹脂組合物的磁芯，優選的方式包括將本發明的粘合樹脂組合物提供給未經退火熱處理的芯材料的生產過程，然後進行退火熱處理使得到的磁芯能顯示出特殊的磁性質，其中芯材料與本發明的粘合用樹脂組合物進行粘合塗層的過程與退火熱處理的過程是在同一步驟中進行的。在該方法中，塗膜的形成和退火熱處理可以同時進行。因此，根本不需要任何附加的步驟或設備，並且複雜的操作如對退火熱處理後易破碎的無定形合金帶進行處理的步驟也是不需要的。
在本發明中，只要能夠得到本發明的效果，對於使用本發明的粘合用樹脂組合物進行塗覆的部位沒有特別的限制，但是塗覆的部位優選為至少在芯材料的拐角，更加優選為芯材料的整個表面。
本發明的芯材料為退火熱處理後不需對易碎的合金帶進行處理就具有絕緣性和形狀保持性的磁芯，並且通過常規的塗覆熱固性樹脂或使用清漆的方法是無法製得該磁芯的。本發明的粘合用樹脂組合物對於不使用有機溶劑而有效地生產這種優良的磁芯是有用的，並且這種組合物對於熱和時間來講都是穩定的。
實施例以下將參考下面的實施例對本發明進行進一步的描述。在實施例中，通過下面的方法對各種性質進行測定。
(1)對數粘度[η]樹脂將樹脂溶於能夠溶解該樹脂的溶液中(如氯仿、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲醯胺、鄰二氯苯、甲酚)，且溶度為0.5g/ml，然後在35℃下測定其對數粘度。
清漆使用與清漆中的溶劑相同的溶劑對清漆進行稀釋，使得清漆中的樹脂組分的溶度為0.5g/ml，然後在35℃下測定其對數粘度。
(2)玻璃化轉變溫度在10℃/min的升溫條件下，採用DSC(Shimadzu DSC-60)方法測定玻璃化轉變溫度。
(3)在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃時測定的拉伸強度根據JIS K7127來測定拉伸強度。通過熱壓法或澆鑄法製得厚度約為100～300微米的薄膜，並且在氮氣中以10℃/min的升溫速度將其從室溫加熱到365℃後保持2小時。從薄膜中選用3號測試樣品進行衝壓，並將該樣品用於測試。
(4)在氮氣中於365℃退火2小時後由於熱降解所導致的失重在通過氮氣流的條件下，樣品在200℃時乾燥2小時，然後將其放置在熱重計(Shimadzu TGA-50)中，並且在氮氣條件下以10℃/min的速度升溫。當溫度達到365℃時，在該溫度保持2小時。由於熱降解所導致的失重即為樣品在365℃下保持2小時所丟失的重量與其剛達到365℃時測得的重量之比。
(5)365℃時的熔融粘度通過Koka型流變儀(Shimadzu CFT-500)使用直徑為0.1cm、長度為1cm的孔測定熔融粘度。將樹脂在365℃時保持5分鐘並在100000hPa的壓力下擠出。
(6)體積基平均粒子直徑使用粒子直徑測量儀(Nikkiso Microtrack 9320-X100)測得體積基平均粒子直徑。
(7)塗膜的厚度在垂直於塗膜的方向將磁芯切開，然後通過光顯微鏡對磁芯的截面積進行觀察從而確定塗膜的厚度。
(8)塗有組合物的塗層面積與無定形合金帶的總表面積之比將組成磁芯的層壓帶相互分離開來。然後，目視觀察無定形合金帶的表面，判定並計算由於組合物的滲透所形成的塗層比例。以磁芯的整個重量為基準，分析1重量％的外圍部分，1重量％的內圍部分，1重量％的二者之間的中間部分，然後計算平均值。
(9)磁芯損耗使用B-H分析儀器(IWATSU SY-8216)在頻率為60Hz且最大磁通密度為1.3特斯拉的條件下測定其磁芯損耗。對經過相同處理過程包括熱處理過程的磁芯的磁芯損耗進行測量，但將沒有塗布組合物等的磁芯損耗值作為空值，將增加的磁芯損耗與空白值的比例作為磁芯損耗的增加率。
合成例1如表1所示，通過合成等方式獲得在主鏈上具有化學結構式(11)～(21)所表示的重複單元的樹脂P1～P13，在表1中列出了它們的對數粘度。對樹脂的性質(玻璃化轉變溫度、在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃時測定的拉伸強度、在氮氣中於365℃退火2小時由於熱降解所導致的失重和365℃時的熔融粘度)的測量結果也列於表1中。


表1

然後，使用樹脂P1～P13製得表2中所示的組合物C1～C14。為了將這些組合物粉碎，可採用使用衝擊粉碎機的冷凍粉碎法和/或使用溼噴碾磨機(Sugino Machine Ulthimaizer System)的方法。樹脂粒子的體積基平均粒子直徑、組合物中樹脂粒子與水的比率以及組合物的性質都列於表2中。
表2

然後，將主鏈上具有化學結構式(22)所表示的重複單元的聚醯胺酸清漆作為清漆V1，其是在常溫條件下將均苯四酸二酐、3，3』，4，4』-聯苯四羧酸二酐以及4，4』-二(3-氨基苯氧基)聯苯溶於N，N』-二甲基乙醯胺中合成製得；將Ube工業公司生產的U清漆作為清漆V2，如表3中所示。此外，將清漆V1在30℃下保存6個月得到清漆V3。
表3

實施例1將具有組分Fe∶Si∶B的原子比率為78∶9∶13的無定形合金帶(寬度10毫米，厚度25微米)進行卷繞，得到厚度為10毫米，內徑為15毫米、外徑為25毫米及重量為19.5g的芯材料。使用常規靜電粉末塗層法將芯材料的整個外表面塗上表2中所示的組合物C1。然後，在氮氣中將芯材料在1小時內以恆定的升溫速度從30℃加熱到400℃，並在400℃的條件下保持2小時以進行退火熱處理，然後使芯材料冷卻。
得到的磁芯在其整個外表面上具有均勻的塗膜，並且即使加上500g的負載時，磁芯也不會發生變形。將磁芯切開，然後觀察其塗層的厚度。結果發現在拐角部分的厚度為45微米，在除拐角部位以外的其它部位的厚度為102微米。
當將金屬銅導線纏繞在磁芯的外表面時，在導線沒有觀察到損壞。此外，在導線和磁芯之間的電阻值通過電阻測量設備測得，發現該值不小於1000000歐。考慮銅的電阻值為1.7微歐·釐米，無定形合金帶的電阻值為1.3微歐·米，因此可證明磁芯的絕緣性不存在問題。
在頻率為100KHz以及磁通密度為1.0特斯拉的條件下觀察B-H磁滯回線。結果發現回線的形狀與磁芯的固有的回線形狀一樣，因此可確定絕緣性沒有給磁芯的功能帶來負面影響。
實施例2除了將樹脂組合物替換為表2中的組合物C2以及塗層方法改變為浸漬塗層外，按照與實施例1相同的方式進行檢查。結果列於表4中。
在退火熱處理後磁芯的形狀保持得很好。此外，塗膜的厚度、絕緣性以及B-H磁滯回線的形狀都很好。
實施例3～11
除了將樹脂組合物替換為表2中的組合物C3～C11外，按照與實施例1相同的方式進行檢查。結果列於表4中。
在退火熱處理後磁芯的形狀保持得很好。此外，塗膜的厚度、絕緣性以及B-H磁滯回線的形狀都很好。
對比例1除了將樹脂組合物替換為表2中的組合物C12外，按照與實施例1相同的方式進行檢查。結果列於表4中。
在退火熱處理後塗層出現砂眼，並且薄膜易碎且容易脫落。通過施加負載，發現磁芯很容易變形，且部分的塗膜發生脫落。塗膜的厚度雖好，但是當纏繞上導線時，導線與磁芯拐角接觸處的塗膜發生脫落。並且發現導線受到破壞。電阻值小，僅為0.21Ω，且絕緣性不好。此外，B-H磁滯回線發生很大的變形，與固有的形狀存在很大的不同。
對比例2除了將樹脂組合物替換為表2中的組合物C13外，按照與實施例1相同的方式進行檢查。結果列於表4中。
在退火熱處理後塗膜的厚度相對均勻，並且施加負載後磁芯沒有發生變形。然而，塗層的厚度較薄，並且在熱處理過程中，部分樹脂在烘箱中發生流掛。塗膜的厚度不足，並且當纏繞上導線時，與磁芯拐角接觸處的導線受到破壞。電阻值小，僅為0.11Ω，且絕緣性不行。此外，B-H磁滯回線發生很大的變形，與固有的形狀存在很大的不同。
對比例3除了將樹脂組合物替換為表2中的組合物C14外，按照與實施例1相同的方式進行檢查。結果列於表4中。
在退火熱處理後塗膜儘管存在一些不平的地方，但是其厚度相對來說是均勻的。塗膜易於脫落，並且施加負載後磁芯發生輕微的變形。此外，在塗膜和芯材料之間產生部分縫隙，且其形狀保持性也不夠好。
對比例4～6除了將樹脂組合物替換為表3中的組合物V1～V3及塗層方法改變為浸漬塗層外，按照與實施例1相同的方式進行檢查。結果列於表4中。
儘管在退火熱處理後磁芯是非常剛硬的並且在施加負載後也不發生變形，但是卻很難進行樹脂塗層。塗膜的厚度不足，並且當纏繞上導線時，與磁芯拐角接觸處的導線受到破壞。電阻值小，不超過0.1Ω，且絕緣性不好。此外，B-H磁滯回線發生很大的變形，與固有的形狀存在很大的不同。
表4

表4(續)

合成例2如表5所示，通過合成等方式獲得在主鏈上具有化學結構式(11)～(21)所表示的重複單元的樹脂P21～P33，表5中列出了它們的對數粘度。對樹脂的性質(玻璃化轉變溫度、在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃時測定的拉伸強度、在氮氣中於365℃退火2小時由於熱降解所導致的失重、365℃時的熔融粘度)的測量結果也列於表5中。
表5

然後，使用樹脂P21～P33製得表6中所示的組合物C21～C35。為了將這些shuzhi粉碎，可採用使用衝擊粉碎機的冷凍粉碎法和/或使用溼噴碾磨機(Sugino Machine Ulthimaizer System)的方法。樹脂粒子的體積基平均粒子直徑、組合物中樹脂粒子與水的比率以及組合物的屬性都列於表6中。組合物C32是將組合物C21在30℃時存儲6個月得到的。
表6

然後，將主鏈上具有化學結構式(22)所表示的重複單元的聚醯胺酸清漆作為清漆V21，其是在常溫條件下將均苯四酸二酐、3，3』，4，4』-聯苯四羧酸二酐以及4，4』-二(3-氨基苯氧基)聯苯溶於N，N』-二甲基乙醯胺中合成製得；將Ube工業公司生產的U清漆作為清漆V22，以及根據日本專利公開號251439/1990的例子製得的經矽氧烷改性的聚醯亞胺樹脂清漆作為清漆V23，如表7中所示。此外，將清漆V21在30℃下保存6個月得到清漆V24。
表7

實施例12將具有組分Fe∶Si∶B的原子比率為78∶9∶13的多個無定形合金帶(每個合金帶具有142毫米的寬度和25微米的厚度，如圖5所示)進行層壓，並且使用常規的方法將得到的層壓物製成55kg的磁芯。磁芯的形狀和大小顯示在圖6中。在鐵芯(芯材料)的中心，一附件被用作隔離物，並且在外圍部分，一附件被用於固定無定形合金帶從而防止合金帶散開。然後，使用噴槍(Olympus SC-110)和壓縮空氣，採用噴塗的方法將芯材料的整個層壓側表面都塗上表6中所示的樹脂組合物C21。在圖7中對塗布操作進行了圖解。在塗布操作中，沒有發現組合物發生流掛，並且能夠進行均勻和快速的塗布。進行塗布的時間約為3分鐘，塗層厚度約為120微米。在氮氣中將塗有組合物的芯材料以恆定的速率在1小時內從30℃加熱到365℃，並且在365℃下保持2小時後進行退火熱處理，然後冷卻芯材料。在冷卻後，將固定的隔離物等移去。結果，得到形狀保持很好的芯材料，並且即使在與塗層操作相同的靜止狀態下在磁芯的上面施加10kg的負載，也不會對磁芯形狀的保持產生任何影響。在磁芯中，用樹脂進行了粘合塗層的層壓側的面積所佔比例為100％，塗膜均勻，並且其厚度為102微米。將組成磁芯的層壓帶相互分離開來。然後，目視觀察無定形合金帶的表面，測定由於樹脂滲透所產生的塗層部分。在每一個合金帶的外圍部分、內圍部分以及內外圍之間的部分，被塗覆部分的比例幾乎相同且平均為2.5％。測得的磁芯損耗為0.290W/kg。與經過相同的包括退火熱處理的生產步驟，但沒有使用樹脂塗層的磁芯的空白磁芯損耗為0.250W/kg相比，上述的磁芯損耗增加比率為16％。其結果列於表8中。
實施例13除了使用網覆蓋在芯材料的層壓側面使其塗層面積減小到50％外，按照與實施例12相同的方式進行檢查。得到的結果列於表8中。在退火熱處理後的塗層的可用性和磁芯的形狀保持性都是好的。此外，磁芯損耗的增加比率較低為16％，結果非常好。
實施例14除了塗層方法改為抹塗法外，按照與實施例12相同的方式進行檢查。得到的結果列於表8中。儘管塗層操作消耗了10分鐘，但在退火熱處理後的塗層的可用性和磁芯的形狀保持性都是好的。此外，磁芯損耗的增加比率較低，為16％，結果非常好。
實施例15除了使用粉末組合物且塗層方法使用通常的靜電塗層法外，按照與實施例12相同的方式進行檢查。得到的結果列於表8中。在退火熱處理後的塗層的可用性和磁芯的形狀保持性都是好的。此外，磁芯損耗的增加比率較低，為16％，結果非常好。
實施例16～25除了樹脂組合物分別使用表6中的組合物C23～C32替代外，按照與實施例12相同的方式進行檢查。得到的結果列於表8中。在任何一種情況下，在退火熱處理後的塗層的可用性和磁芯的形狀保持性都是好的。此外，磁芯損耗的增加比率較低，為1 6％～28％，結果非常好。
對比例7除了樹脂組合物使用表6中的組合物C33替代外，按照與實施例12相同的方式進行檢查。得到的結果列於表8中。塗層的可用性與使用樹脂組合物C21得到的塗層的可用性很相似，但是在熱處理後去掉固定隔離物後，磁芯發生變形。當在靜止狀態下將10Kg的負載加在磁芯的上面時，部分樹脂塗膜發生脫落且磁芯進一步變形。此外，塗膜在熱處理後部分產生裂紋或脫落。磁芯損耗的增加比率為75％，因而磁芯損耗性差。
對比例8
除了樹脂組合物分別使用表6中的組合物C34替代外，按照與實施例12相同的方式進行檢查。得到的結果列於表8中。塗層的可用性與使用樹脂組合物C21得到的塗層的可用性很相似。當在退火熱處理後去掉固定隔離物等後，磁芯的形狀保持仍然較好，並且在靜止狀態下將10Kg的負載加在磁芯的上面時，也不會對形狀保持性產生任何影響。然而，在經過退火熱處理的樹脂塗膜上，存在熱處理過程中所產生的樹脂流掛的痕跡，並且部分樹脂在塗層表面的較低部分變成了固體塊。在無定形合金帶的表面，可觀察到由於樹脂滲透所形成的許多塗層部分，並且塗層部分的比例較高為12％。磁芯損耗增加比率為51％，因此磁芯損耗性質差。
對比例9除了樹脂組合物用表6中的組合物C35替代外，按照與實施例12相同的方式進行檢查。得到的結果列於表8中。塗層的可用性與使用樹脂組合物C21得到的塗層的可用性很相似，但是在退火熱處理後去掉固定隔離物等後，磁芯發生輕微變形。在靜止狀態下將10Kg的負載加在磁芯的上面時，在芯材料和塗膜之間會部分產生隙縫。在退火熱處理後的部分樹脂塗膜上，存在不均勻性。磁芯損耗增加比率為53％，因此磁芯損耗性差。
對比例10和11除了樹脂組合物C21分別用表7中的清漆V21～V22替代，並且塗層方法從噴塗法變為刷塗法外，按照與實施例12相同的方式進行檢查。得到的結果列於表8中。在塗刷清漆的過程中，由於塗層表面是垂直的從而使得部分清漆產生流掛，且很難形成任意厚度的薄膜。此外，部分的清漆滲透到無定形合金帶層之間。塗層操作需花費約10分鐘。很難將清漆塗成較厚的厚度，並且在塗層操作後，芯材料的層壓側表面表現出不平整。儘管在退火熱處理後磁芯的形狀保持是好的，但是樹脂塗膜相當的薄並且厚度小於10微米。並且在退火熱處理後，芯材料的層壓側面的不平整與塗層操作後的磁芯表現得很相似。在無定形合金帶的表面，可觀察到許多由於樹脂滲透所形成的塗層部分。通過目視觀察後發現，塗層部分的比例高，為21％～25％。磁芯損耗增加比率為88％～98％，因此磁芯損耗性非常差。
對比例12除了樹脂組合物C21用表7中的清漆V23替代，並且塗層方法從噴塗法變為刷塗法外，按照與實施例12相同的方式進行檢查。得到的結果列於表8中。在塗刷清漆的過程中，由於塗層表面是垂直的從而使得部分清漆產生流掛，且很難形成任意厚度的薄膜。此外，部分的清漆滲透到無定形合金帶層之間。塗層操作需花費約10分鐘。很難將清漆塗成較厚的厚度，並且在塗層操作後，芯材料的層壓側表表面表現出不平整。當在熱處理後去掉固定隔離物等後，磁芯沒有發生形變，但在靜止狀態下將10Kg的負載加在磁芯的上面時，部分磁芯容易發生變形。樹脂塗膜相當的薄，厚度小於10微米。並且在退火熱處理後，芯材料的層壓側表面的不平整與塗層操作後的磁芯表現得很相似。在無定形合金帶的表面，可觀察到許多由於樹脂滲透所形成的塗層部分。通過目視觀察後發現，塗層部分的比例高，為26％。磁芯損耗增加比率為81％，因此磁芯損耗性非常差。
對比例13除了樹脂組合物C21用表7中的清漆V24替代，並且塗層方法從噴塗法變為刷塗法外，按照與實施例12相同的方式進行檢查。得到的結果列於表8中。清漆部分變為凝膠，部分變得不透明。在塗刷清漆的過程中，由於塗層表面是垂直的從而使得部分清漆產生流掛，且很難形成任意厚度的薄膜。此外，部分的清漆滲透到無定形合金帶層之間。塗層操作需花費約10分鐘。很難將清漆塗成較厚的厚度，並且在塗層操作後，芯材料的層壓側表面表現出不平整。當在退火熱處理後去掉固定隔離物等後，磁芯沒有發生形變，但在靜止狀態下將10Kg的負載加在磁芯的上面時，部分磁芯容易發生變形。樹脂塗膜相當的薄，厚度小於10微米。並且在退火熱處理後，芯材料的層壓側表面的不平整與塗層操作後的磁芯表現得很相似。在無定形合金帶的表面，可觀察到許多由於樹脂滲透所形成的塗層部分。通過目視觀察後發現，塗層部分的比例高，為24％。磁芯損耗增加比率為84％，因此磁芯損耗性非常差。
表8

表8(續)

合成例3如表9所示，通過合成等方式獲得在主鏈上具有化學結構式(1 1)～(19)所表示的重複單元的樹脂P41～P55，在表9中列出了它們的對數粘度。對樹脂的性質(玻璃化轉變溫度、在氮氣中於365℃退火2小時後在30℃時測定的拉伸強度、在氮氣中於365℃退火2小時由於熱降解所導致的失重、365℃時的熔融粘度、熔融熱、樹脂中有機溶劑殘留物)的測量結果也列於表9中。為了除去組合物中的甲酚溶劑，使用了比在樹脂P44中更低的乾燥溫度來製得樹脂P50和樹脂P55。
表9

然後，使用樹脂P41～P55製得表10中所示的含樹脂粒子和水的組合物C41～C58。為了將這些樹脂粉碎，可採用使用衝擊粉碎機的冷凍粉碎法和/或使用溼噴碾磨機(Sugino Machine Ulthimaizer System)的方法。樹脂粒子的性質(體積基平均粒子直徑、單位重量的表面積)以及組合物中樹脂含量都列於表10中。組合物C53是將組合物C41在30℃下存儲6個月得到的。
表10

然後，將主鏈上具有化學結構式(22)所表示的重複單元的聚醯胺酸清漆作為清漆V41，其是在常溫條件下將均苯四酸二酐、3，3』，4，4』-聯苯四羧酸二酐以及4，4』-二(3-氨基苯氧基)聯苯溶於N，N』-二甲基乙醯胺中合成製得；將Ube Industries公司生產的U清漆作為清漆V42，以及根據日本專利公開號251439/1990的例子製得的經矽氧烷改性的聚醯亞胺樹脂清漆作為清漆V43，如表11中所示。此外，將清漆V41在30℃下保存6個月得到清漆V44。
表11

實施例26將具有組分Fe∶Si∶B的原子比率為78∶9∶13的多個無定形合金帶(寬度10釐米，厚度25微米)進行層壓，利用得到的層壓物，使用常規的方法將無定形合金帶進行卷繞，製成60kg的芯材料(磁芯)。無定形合金帶芯的形狀和大小示於圖6中。在芯材料(鐵芯)的中心，一附件被用作隔離物，並且在外圍部分，一附件被用於固定無定形合金帶從而防止合金帶散開。然後，使用噴槍(Olympus SC-110)和壓縮空氣，採用噴塗的方法將芯材料的整個層壓邊塗上表10中所示的樹脂組合物C41。在圖7中對塗層操作進行了圖解。在塗布操作中，沒有發現組合物發生流掛，並且能夠進行均勻和快速的塗布。進行塗層的時間約為3分鐘，塗層厚度約為120微米。在氮氣中將塗有組合物的芯材料以恆定的速率在1小時內從30℃加熱到360℃，並且在360℃下保持2小時後進行退火熱處理，然後將芯材料進行冷卻。在冷卻後，將固定的隔離物等移去。結果，得到形狀保持很好的由無定形合金帶卷繞製得的芯材料，並且即使在與塗層操作相同的靜止狀態下在磁芯的上面施加10kg的負載，也不會對磁芯形狀的保持產生任何影響。塗膜是均勻的，其厚度為102微米。測得的磁芯損耗為0.295W/kg。與經過相同的包括退火熱處理的生產步驟，但沒有使用樹脂塗層的磁芯的空白磁芯損耗為0.250W/kg相比，由於塗膜而導致的磁芯損耗增加比率為18％。
實施例27～37除了樹脂組合物分別使用表20中的組合物C42～C52替代外，按照與實施例26相同的方式進行檢查。得到的結果列於表11中。在任何一種情況下，在退火熱處理後的塗層的可用性和磁芯的形狀保持性都是好的。此外，磁芯損耗的增加比率較低，為18％～22％，因此該結果非常好。
實施例38除了塗層方法改為抹塗法外，按照與實施例26相同的方式進行檢查。得到的結果列於表11中。儘管塗層操作花費了10分鐘，但在退火熱處理後的塗層的可用性和無定形帶芯的形狀保持性都是好的。此外，磁芯損耗的增加比率較低，為18％，因此該結果非常好。
實施例39除了樹脂組合物用表10中的組合物C53替代外，按照與實施例26相同的方式進行檢查。得到的結果列於表11中。在退火熱處理後的塗層的可用性和無定形帶芯的形狀保持性都是好的。此外，磁芯損耗的增加比率較低，為18％，因此該結果非常好。
對比例14和15除了樹脂組合物C41分別用表11中的清漆V41～V42替代並且塗層方法從噴塗法變為刷塗法外，按照與實施例25相同的方式進行檢查。得到的結果列於表12中。在刷塗清漆的過程中，由於塗層表面是垂直的從而使得部分清漆產生流掛，且很難形成任意厚度的薄膜。此外，部分的清漆滲透到無定形合金帶層之間。塗層操作需花費約10分鐘。很難將清漆塗成較厚的厚度，並且在塗層操作後，芯材料的層壓側表面表現出不平整。儘管在退火熱處理後磁芯的形狀保持是好的，但是樹脂塗膜相當的薄，厚度不超過20微米。並且在退火熱處理後，無定形帶芯(芯材料)的層壓側表面的不平整與塗層操作後的磁芯表現得很相似。磁芯損耗為0.410～0.433W/kg，磁芯損耗增加比率為64％～73％，因此磁芯損耗性非常差。
對比例16除了樹脂組合物C41使用表11中的清漆V43替代，並且塗層方法從噴塗法變為刷塗法外，按照與實施例25相同的方式進行檢查。在刷塗清漆的過程中，由於塗層表面是垂直的從而使得部分清漆產生流掛，且很難形成任意厚度的薄膜。部分的清漆滲透到無定形合金帶層之間。塗層操作需花費約10分鐘。很難將清漆塗成較厚的厚度，並且在塗層操作後，芯材料的層壓側表面表現出不平整。當在退火熱處理後去掉固定隔離物等後，沒有發現無定形帶芯發生形變，但是在靜止狀態下將10Kg的負載加在磁芯的上面時，部分無定形帶芯容易產生變形。樹脂塗膜相當的薄，厚度不超過20微米。並且在退火熱處理後，芯材料的層壓側面的不平整與塗層操作後的磁芯表現得很相似。磁芯損耗為0.388W/kg，磁芯損耗增加比率為55％，因此磁芯損耗性差。
對比例17除了樹脂組合物C41用表11中的清漆V44替代，層方法從噴塗法變為刷塗法外，按照與實施例25相同的方式進行檢查。得到的結果列於表12中。在塗刷清漆的過程中，由於塗層表面是垂直的從而使得部分清漆產生流掛，且很難形成任意厚度的薄膜。此外，部分的清漆滲透到無定形合金帶層之間。塗層操作需花費約10分鐘。很難將清漆塗成較厚的厚度，並且在塗層操作後，芯材料的層壓側表面表現出不平整。當在退火熱處理後去掉固定隔離物等後，沒有發現無定形帶芯發生形變，但是在靜止狀態下將10Kg的負載加在磁芯的上面時，部分無定形帶芯容易產生變形。樹脂塗膜相當的薄，厚度不超過20微米。並且在退火熱處理後，無定形帶芯(芯材料)的層壓側面的不平整與塗層操作後的無定形帶芯表現得很相似。磁芯損耗為0.420W/kg，磁芯損耗增加比率為68％，因此磁芯損耗性差。
表12

表12(續)

合成例4首先製得表13中由化學結構式(12)所表示的樹脂，然後使用該樹脂製得組合物C61～C65，如表14中所示。為了將這些樹脂粉碎，可採用使用衝擊粉碎機的冷凍粉碎法和/或使用了溼噴碾磨機(SuginoMachine Ulthimaizer System)的方法。可使用熔融的二氧化矽粒子(可從Denki Kagaku Kogyo K.K.得到)作為無機物質。

表13

表14

實施例40將具有組分Fe∶Si∶B的原子比率為78∶9∶13的多個無定形合金帶(寬度10釐米，厚度25微米)進行卷繞，得到厚度為10毫米，內徑為15毫米、外徑為25毫米及重量為19.5g的芯材料。使用常規靜電粉末塗層法將芯材料的整個外表面塗上表14中所示的組合物C61。然後，在氮氣中將芯材料在1小時內以恆定的升溫速度從30℃加熱到400℃，並且在400℃的條件下保持2小時以進行退火熱處理，然後將芯材料進行冷卻。
得到的磁芯在其整個外表面上具有均勻的塗膜，並且即使加上500g的負載時，磁芯也不會發生變形。將磁芯切開，觀察其塗層的厚度。結果發現在拐角部分的厚度為100微米，在除拐角部位以外的其它部位的厚度為102微米，且塗層均勻，不會因位置不同而變化。當將金屬銅導線纏繞在磁芯的外表面時，在銅導線上沒有觀察到有損壞。此外，在導線和磁芯之間的電阻值通過電阻測量設備測得，結果發現該值不小於1000000Ω。考慮銅的電阻值為1.7微歐·釐米，無定形合金帶的電阻值為1.3微歐·米，因此可證明絕緣性不存在問題。在頻率為100KHz以及磁通密度為1.0特斯拉的條件下觀察B-H磁滯回線。結果發現回線的形狀與磁芯的固有回線形狀一樣，因此可確定絕緣性沒有給磁芯的功能帶來負面影響。
實施例41除了將樹脂組合物替換為表14中的組合物C62，以及塗層方法改變為噴塗外，按照與實施例40相同的方式進行檢查。得到的結果列於表15中。在退火熱處理後磁芯的形狀保持得很好。此外，塗膜的厚度、絕緣性以及B-H磁滯回線的形狀都很好。
實施例42除了將樹脂組合物替換為表14中的組合物C62，以及塗層方法改變為浸塗法外，按照與實施例40相同的方式進行檢查。得到的結果列於表15中。在退火熱處理後磁芯的形狀保持得很好。此外，塗膜的厚度、絕緣性以及B-H磁滯回線的形狀都很好。
實施例43～45除了將樹脂組合物替換為表14中的每個組合物C63～C65外，按照與實施例40相同的方式進行檢查。得到的結果列於表15中。在退火熱處理後磁芯的形狀保持得很好。此外，塗膜的厚度、絕緣性以及B-H磁滯回線的形狀都很好。
表15

實施例46和47，對比例18、19和20粘合用樹脂組合物在玻璃化轉變溫度(Tg)為200℃的重量份數為50份的熱塑性聚醯亞胺粉末(AURUM PD450M，可從Mitsui Chemicals公司得到)中，加入45重量份的水和5重量份的親水性的Aerosil(一種高度分散的矽膠)，然後用混合器將它們進行混合來製備耐熱性粘合用組合物。
加入Aerosil的目的是為了賦予組合物觸變性。
將上述製備的耐熱性粘合用組合物在40℃下熱處理2小時，蒸發掉塗層性能調節劑。然後，當溫度恢復到室溫時，就獲得了樹脂和填料的混合物，即粘合用組合物。
對得到的粘合用樹脂組合物的彈性模量進行測定，結果發現在溫度為0～60℃的範圍內，其彈性模量不低於650Mpa。
磁芯A將上述製得的耐熱性粘合用樹脂組合物塗在捲筒的側表面，其中捲筒是將Fe基無定形金屬形成的磁性薄板進行卷繞後得到的。在圖2中，顯示了使用耐熱性粘合用樹脂組合物製造磁芯的生產過程。
使用Honeywell Metgleas 2605S-2(商品名，厚度25微米)作為磁性薄板(無定形合金薄板)。將無定形合金薄板切成寬度為5mm的條狀物，並將條狀物纏繞在直徑為9mm的軸上，得到外部直徑為15mm的環形物。
使用聚醯亞胺膠帶將無定形合金薄帶的末端進行臨時固定。
將側表面上塗有耐熱性粘合用樹脂組合物的捲筒放在電烘箱中，在氮氣條件下進行熱處理。在熱處理過程中，將捲筒在2.5小時內加熱到400℃，並在400℃的條件下保持2小時後緩慢冷卻。從電烘箱中取出的捲筒在其側表面上塗有耐熱性粘合用樹脂組合物塗層，且即使在捲筒直徑的方向上施加1Kg的壓力，捲筒也不會變形。將這種磁芯稱為磁芯A。
磁芯B將上面製得的耐熱性粘合用樹脂組合物塗在上述捲筒的側表面，使得磁性細條狀層面部分暴露，如圖3所示。將塗有這種組合物的捲筒進行與上述相同的熱處理。從而製得磁芯B。
磁芯C作為對照，使用商業上可得到的環氧樹脂粘合劑(Three Bond 2287)作為磁芯用粘合劑。將前面經退火熱處理的捲筒浸入在環氧樹脂粘合劑中，然後放置在脫氣裝置中進行脫氣使得環氧樹脂粘合劑滲透到無定形合金薄帶層之間。將帶有環氧樹脂粘合劑的捲筒拿出脫氣裝置，然後放置在乾燥器中，在150℃的條件下固化8小時後拿出。從而製得磁芯C。
磁芯D將根據日本專利公開號251439/1990的例子製得的經矽氧烷改性的聚醯亞胺樹脂粘合劑塗在上述捲筒的側面。然後，將捲筒在2.5小時內加熱到400℃，並在400℃的條件下保持2小時後緩慢冷卻。從而製得磁芯D。
磁芯E將上述的捲筒只進行退火熱處理來製備磁芯E。
在頻率為100KHz以及磁通密度為0.1特斯拉的條件下對上述製得的磁芯的磁芯損耗進行測定。為了檢查負載對磁芯損耗的影響，在磁芯直徑的方向上施加1Kgf的負載。磁芯在有負載和沒有負載的條件下的磁芯損耗列於表16中。
表16

-*)樹脂在溫度達到350℃之前發生分解如上述製得的磁芯可以直接使用，或如圖4所示，用配備有旋轉的磨石的切割設備切割成兩半，然後用磨具在負載下對每個切割表面進行磨削。上述得到的磁芯通過如上的切割和磨削後，觀察磨削的切割表面。結果發現，磁芯D的無定形合金薄片之間出現間隙，並且，在磁芯A和磁芯B的無定形合金薄片之間出現的間隙均比在磁芯C的無定形合金薄片之間出現的間隙小。在切割磁芯的情況下，通常也進行上述加工，如果在切割表面之間的間隙大的話，則會發生磁通洩漏，從而磁芯的導磁率和磁芯損耗將變差。
工業應用性本發明的磁芯的外表面被進行塗層而沒有對易碎的帶狀物進行處理，在退火熱處理後賦予磁芯絕緣性和形狀保持特性，而通過現有技術中的使用的清漆是無法獲得這種磁芯的。根據本發明的用於磁芯的粘合用樹脂組合物可以解決現有技術中使用清漆時遇到的各種問題，例如在磁芯的表面無法形成絕緣塗膜的問題，在使用有機溶劑時帶來的操作上的和環境的問題，清漆對熱和時間的穩定性問題，以及流掛的問題。通過使用本發明的粘合用樹脂組合物，可以在不使用有機溶劑下，高效地生產出本發明的磁芯，其外表面被進行塗層而沒有對易碎的帶狀物進行處理，並且在退火熱處理後賦予磁芯絕緣性和形狀保持特性。
權利要求
1.一種磁芯，其包括由無定形合金帶的壓層製得的芯材料和含樹脂的塗層材料，其中芯材料的外表面的至少一部分被該塗層材料塗覆，且形成在芯材料外表面的含樹脂的塗層材料的厚度不小於10微米，並且組成含樹脂的塗層材料的樹脂在氮氣中於365℃退火2小時後，在30℃下測定的拉伸強度不低於30Mpa，並且在氮氣中於365℃退火2小時後所發生的熱降解所致的失重不超過2重量％。
2.根據權利要求1所述的磁芯，其特徵在於，組成含樹脂的塗層材料的樹脂為從聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碸樹脂和聚醚酮樹脂中挑選出來的一種或多種熱塑性樹脂。
3.根據權利要求1所述的磁芯，其特徵在於，組成含樹脂的塗層材料的樹脂為從主鏈含有下列結構式(1)～(10)表示的重複單元的樹脂中挑選出來的一種或多種熱塑性樹脂 其中a和b為滿足下列條件的數a+b＝1，0≤a≤1和0≤b≤1；X和Y各自為相互獨立的鍵合基團，其可從下列類型的鍵中進行選擇直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵，並且X和Y可以相同也可以不同； 其中Z為鍵合基團，其由直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵組成的組中進行選擇； 其中c和d為滿足下列條件的數c+d＝1，0≤c≤1和0≤d≤1。
4.一種磁芯，其包括由無定形合金帶的壓層製得的芯材料和含樹脂的塗層材料，其中芯材料的外表面的至少一部分被該塗層材料塗覆，該無定形合金帶的整個表面中有不超過10％的面積塗覆有這種含樹脂的塗層材料，並且組成含樹脂的塗層材料的樹脂在氮氣中於365℃退火2小時後，在30℃下測定的拉伸強度不低於30Mpa，並且在氮氣中於365℃退火2小時後所發生的熱降解所致的失重不超過2重量％。
5.根據權利要求4所述的磁芯，其特徵在於，組成含樹脂的塗層材料的樹脂為從聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碸樹脂和聚醚酮樹脂組成的組中挑選出來的一種或多種熱塑性樹脂。
6.根據權利要求4所述的磁芯，其特徵在於，組成含樹脂的塗層材料的樹脂為從主鏈含有下列結構式(1)～(10)表示的重複單元的樹脂中挑選出來的一種或多種熱塑性樹脂 其中a和b為滿足下列條件的數a+b＝1，0≤a≤1和0≤b≤1；X和Y各自為相互獨立的鍵合基團，其可從下列類型的鍵中進行選擇直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵，並且X和Y可以相同也可以不同； 其中Z為鍵合基團，其由直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵組成的組中進行選擇； 其中c和d為滿足下列條件的數c+d＝1，0≤c≤1和0≤d≤1。
7.用於磁芯的粘合用樹脂組合物，其含有樹脂粒子，其特徵在於，該樹脂粒子具有以下兩種性質(1)樹脂在氮氣中於365℃退火2小時後，在30℃下測定的拉伸強度不低於30Mpa，並且在氮氣中於365℃退火2小時後發生的熱降解所致的失重不超過2重量％；(2)樹脂為熱塑性樹脂，其在365℃下的熔融粘度為20～50000Pa·s。
8.根據權利要求7所述的用於磁芯的粘合用樹脂組合物，其特徵在於，含有不能充分溶解組合物中含有的樹脂的液體。
9.根據權利要求8所述的用於磁芯的粘合用樹脂組合物，其特徵在於，所述液體是從水、甲醇和乙醇組成的組中選擇的至少一種液體。
10.根據權利要求7所述的用於磁芯的粘合用樹脂組合物，其特徵在於，所述樹脂為從聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碸樹脂和聚醚酮樹脂組成的組中挑選出來的一種或多種熱塑性樹脂。
11.根據權利要求10所述的用於磁芯的粘合用樹脂組合物，其特徵在於，所述樹脂為從主鏈含有下列結構式(1)～(10)表示的重複單元的樹脂中挑選出來的一種或多種熱塑性樹脂 其中a和b為滿足下列條件的數a+b＝1，0≤a≤1和0≤b≤1；X和Y各自為相互獨立的鍵合基團，其可從下列類型的鍵中進行選擇直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵，並且X和Y可以相同也可以不同； 其中Z為鍵合基團，其由直接連接鍵、醚鍵、異亞丙基鍵、硫鍵、碸鍵和羰基鍵組成的組中進行選擇； 其中c和d為滿足下列條件的數c+d＝1，0≤c≤1和0≤d≤1。
12.根據權利要求7所述的用於磁芯的粘合用樹脂組合物，其特徵在於，含有樹脂粒子和無機物質粒子，其中，樹脂粒子和無機物質粒子滿足下面的算術式(A)0.05≤[(Sp·Cp)/Sf·Cf]≤50(A)其中Sp和Sf分別為單位重量的樹脂粒子的表面積(m2/g)和無機物質粒子的表面積(m2/g)，Cp和Cf分別為組合物中樹脂粒子的含量(重量％)和無機物質粒子的含量(重量％)。
13.一種磁芯，其使用權利要求7～12中任何一項所述的粘合用樹脂組合物製得。
14.生產磁芯的方法，包括將權利要求7～12中任何一項所述的粘合用樹脂組合物提供給未進行過退火熱處理的由無定形合金帶的壓層製得的芯材料，然後進行退火熱處理，其中，用粘合用樹脂組合物對芯材料的粘合塗層和退火熱處理是在同一的步驟中進行的。
全文摘要
本發明提供了一種磁芯，對其外表面被進行塗層，而不用對易碎的合金帶進行處理，從而在退火熱處理後賦予了磁芯絕緣特性和形狀保持特性。本發明還提供了用於磁芯的粘合用樹脂組合物，其能在不使用有機溶劑的條件下高效地製得上述磁芯，並且其自身對熱和時間穩定。通過用使含特定性質的樹脂的組合物在磁芯外表面上形成具有一定厚度的塗膜，可以獲得一種磁芯，其外表面被進行塗層，而不用對易碎的合金帶進行處理，從而在退火熱處理後賦予了磁芯絕緣特性和形狀保持特性。使用該含有具備一定特性的樹脂粒子的粘合用樹脂組合物，可在不使用有機溶劑的條件下有效地生產上述優異的磁芯，並且該組合物對熱和時間穩定。
文檔編號C09D181/06GK1507637SQ02809710
公開日2004年6月23日 申請日期2002年4月12日 優先權日2001年4月13日
發明者小野隆, 吉田光伸, 丸子展弘, 黑木貴志, 玉井正司, 金山光一, 渡邊洋, 一, 伸, 司, 弘, 志 申請人:三井化學株式會社